ISSN1672-9064CN35-1272/TK
环保技术
含氰废水化学处理方法的研究进展及其应用
李建勃
蔡德耀
刘书敏
秦
彪
(深圳市宇力科技有限公司
摘要
广东深圳518057)
综述近年来国内外含氰废水处理方法的最新研究进展及其应用。介绍几种常见的含氰废水处理方法(碱性氯化法、
硫酸亚铁法、过氧化氢法、臭氧处理法、加热水解法和电解法)的基本原理及特点。针对目前研究现状,提出建议与意见,指出含氰废水处理技术将向“零排放”方向发展。
关键词
含氰废水
研究进展
碱性氯化
过氧化氢
文章编号:1672-9064(2008)04-0084-03
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
含氰废水泛指含有各种氰化物的废水。氰化物作为一种优良的化学药剂,广泛用于冶金、化工、电镀、金属表面处理等工业,由于行业不同、工艺不同,含氰废水的组成、含量有很大差别。一般来说,废水中除含有氰化物外,还可能含有重金属、硫氰酸盐等无机化合物和酚等有机化合物。由于其剧毒,这就要求使用氰化物的行业,认真对待含氰化物废水的处理问题,确保外排废水能够达到国家规定的工业废水排放标准。
1.1.2完全氧化法破氰工艺
在局部氧化处理的基础上,调节废水的pH (一般pH ≥
8.5),再投加一定量的氧化剂,经搅拌使CNO -完全氧化为N 2
和CO 2。
2CNO -+3ClO -→CO 2↑+N 2↑+3Cl -+CO 32-1.2
硫酸亚铁法
将氰化物转化为铁的亚铁氰化物,再转化成普鲁士蓝型不溶性化合物,然后倾析或过滤出来。
·FeSO 47H 2O →Fe 2++SO 42-+7H 2O
1含氰废水的化学处理方法
含氰废水处理方法的选择主要根据废水的来源、性质及
Fe 2++6CN -→Fe (CN )64-2Fe 2++Fe (CN )64-→Fe 2[Fe (CN )6]
其特点是操作简单,处理费用低,且可回收普鲁士蓝沉淀作颜料。缺点是处理效果差,淤渣很多,分离出不溶物后的废水呈蓝色,净水率仅达92%~95%,出水中氰残留量为2mg/
水量来决定。其中包括化学法、物理化学法、物理法及生化法,但是运用最多的是采用化学法来处理含氰废水[1-5]。以下主要对几种常用的物理、化学法处理含氰废水进行介绍。
1.1碱性氯化法
该法是利用次氯酸盐中的活性氯的氧化作用,在一定的
L ~4mg/L,不能直接排放,应结合其他方法进行深度处理。1.31.3.1
过氧化氢法碱性条件
该法是在常温、碱性(pH=9.5~11)、有Cu 2+作催化剂的条件下,H 2O 2能使游离氰化物及其金属络合物(但不能使铁氰化物)氧化成氰酸盐,以金属氰络合物形式存在的铜、镍和锌等金属,一旦氰化物被氧化除去后,他们就会生成氢氧化物沉淀。那些过量的过氧化氢也能迅速分解成水和氧气。污水中亚铁氰化物被铜沉淀而除去。其反应方程式如下。
游离氰化物与过氧化氢反应的方程式:
pH 条件下,使氰化物氧化成氰酸盐,氰酸盐继而进一步氧化
成无毒的二氧化碳和氮气。根据碱性氯化法破氰程度的不同,可分为局部氧化工艺和完全氧化工艺2种,也称为两级碱性氯化法处理工艺。
1.1.1局部氧化法破氰工艺
该工艺的原理是在碱性条件下(一般pH ≥10),用次氯
酸盐将氰化物氧化成氰酸盐。
CN -+ClO -+H 2O →CNCl +2OH -CNCl +2OH -→CNO-+Cl -+H 2O
将两式合并,得
CN -+H 2O 2→CNO -+H 2O
金属络合物(不包括铁氰络合物)与过氧化氢反应的方程式:
CN -+ClO -→CNO -+Cl -局部氧化法破氰反应生成的氰酸根的毒性是CN -的1/
1000,所以有的厂在废水浓度比较低时,废水经局部破氰处
理后就排入后续的处理金属离子的处理设施。但是,CNO -毕竟是有毒物质,在酸性条件下极易水解生成氨(NH 3)。
Me (CN )42-+4H 2O 2+2OH -→Me (OH )2↓+4CNO -+4H 2O
亚铁氰化物与铜的反应方程式:
Fe (CN )64-+2Cu 2+→[Cu 2Fe (CN )6]↓
过量的过氧化氢分解方程式:
CNO -+2H 2O →CO 2+NH 3+OH -氨不仅污染水体,而且容易与氯化合生成毒性不亚于氯的氯胺,所以应进一步将CNO -予以处理。
2H 2O 2→H 2O +O 2
上述反应中生成的氰酸盐水解生成铵离子和碳酸盐离
作者简介:李建勃(1978~),男,陕西西安人,学士,主要从事环境工程工艺设计。
2009.NO.4.
84
环保技术
CN35-1272/TK
子或碳酸氢盐离子,水解速度取决于pH 值。一般情况下,硫氰酸盐不会或很少被氧化。污水处理过程中,含氰络合物的反应顺序如下:
化物废水时处理成本远远低于其它氧化法,而且废水中铜等金属还以单质或合金形式得以回收。
基本原理为通过离子在电场的作用下的取向运动,阴阳离子换膜的交替排布、隔板的合理装配,使流经淡室的溶液中的离子在电场作用下通过膜进入了相邻的浓室,两边的膜恰好阻留对应的离子通过,浓、淡室中的溶液又分别通过各自的流水道,流出渗析器,进而得到两种不同浓度的溶液。反应为:
阳极:CN -+2OH -→CNO -+H 2O +2e
Fe (CN )64->Zn (CN )42->[Cu (CN )2]->CNS -1.3.2
酸性条件
一般将废水加热至40℃,在不断搅拌条件下加入含有少量金属离子作催化剂的H 2O 2和37%甲醛的混合溶液,再搅拌1h 左右完成反应。反应在酸性条件下分两步进行:
一次反应:
CN -+H 2O 2→CNO -+H 2O
CN -+HCHO +H 2O →HOCH 2CN +OH -二次反应:
2CNO -+4OH -→2CO 2+N 2+2H 2O +6e CNO -+2H 2O →NH 4++CO 32-阴极:M n ++ne →M
采用上述途径,氰没有完全被氧化,所以在金属离子被去除后,必须改用其他方法进行再处理,以完全去除氰。该方法操作简单,不必进行污泥处理费用低,为回收废水中较低浓度氰化物、重金属创造了条件。但工艺复杂、流程长、投资大,在处理过程中,随着氰浓度的降低,处理效率也相应降低,因此对稀溶液的处理是不利的。如在氰离子电解氧化时添加食盐,可提高电流效率,促进分解。这是由于阳极上有氯气产生,对氰离子起了氧化作用的缘故。
除了上面介绍的几种物理法和化学法外,近年来含氰废水的生物处理法逐渐成为国内外研究的主要方向[6,7],氰化物虽属剧毒性物质,但某些微生物可以从氰化物中取得碳、氮养料,有的微生物甚至以其作为唯一的碳源和氮源,在其代谢过程中将氰化物转化为二氧化碳、氨或甲酸、甲酰胺等,从而使含氰化物废水具有可生物降解性,生物法能够克服对金属氰络合物脱除不彻底、产生余氯等缺点, 但存在处理浓度低、承受负荷小等问题。
HOCH 2CN +H 2O →HOCH 2CONH 2CNO -+2H 2O →NH 4++CO 32-CN -+2H 2O →HCOO -+NH 3
此法适用于浓度波动较大的含氰废水的处理,整个过程无HCN 气体产生,操作安全,但所需试剂费用较高。
1.4臭氧处理法
利用臭氧发生器产生臭氧使水氰进行氧化:
O 3+KCN →KCNO +O 2
KCNO +O 3+H 2O →KHCO 3+N 2+O 2
臭氧在水溶液中可释放出原子氧参加反应,表现出很强的氧化性,能彻底氧化游离状态的氰化物。铜离子对氰离子和氰根离子的氧化分解有触媒作用,添加10mg/L左右的硫酸铜能促进氰的分解反应。臭氧法的突出特点是在整个过程中不增加其他污染物质,污泥量少,且因增加了水中的溶解氧而使出水不易发臭。我国已有臭氧发生装置成品出售,一些工厂目前正在使用这种处理技术。应该指出的是目前的臭氧发生器能耗很大,生产1kgO 3耗电12kW ·h ~15kW ·h ,处理费用较高。除个别地方外,一般难以达到废水处理的经济要求。另外,单独使用臭氧不能使络合状态存在的氰化物彻底氧化。
2含氰废水化学处理方法的应用进展
滕华妹[8]等采用两级碱性氯化法处理工艺对杭州西尔
灵钟厂含氰废水进行处理,间隙法操作,手工控制投药量,原废水含氰浓度59.8~141.1mg/L,平均为84.6mg/L,分段调节
1.5加热水解法
其基本原理为将含氰化合物在密闭压力容器内,维持加
pH ,采用自制的机械搅拌器搅拌,根据在实验室测得的氰化
物浓度,分段计算投药量,废水处理取得很好的效果,排放废水中氰化物浓度均小于国家排放标准0.5mg/L。
熊正为[9]对硫酸亚铁法处理电镀含氰废水进行了试验研究,探讨了硫酸亚铁除氰的原理及其去除效果。试验结果表明:硫酸亚铁法处理电镀含氰废水,硫酸亚铁加入量为理论值的1.69倍,0.1%PAM絮凝剂用量为1mg /L 时,氰化物的去除率可达98%,同时还可去除部分重金属污染物和
热状态,把氰水分解为氨气和乙酸盐,而进行的无毒化处理。通常要求温度在180℃,而且在pH=10的碱性条件。以KCN 为例,反应方程式如下:
KCN +2H 2O →NH 3+HCOOK
方法特点:不需投加其它试剂,对游离态CN -处理有效。其缺点为耗能大,产生NH 3易形成污染,且对络合状态的氰效果不理想。
COD ,COD 可去除约59%;pH 值对除氰效果的影响较大,CN -与硫酸亚铁络合成亚铁氰化物时pH 值控制在9.50~10.50, 生成的亚铁氰化物再转化成较稳定的普鲁士兰型不溶
性化合物须将pH 值反调控制在7.00~8.00时,除氰效果较好。
张兴春[10]等采用铁炭微电解技术处理丙烯腈含氰废水,研究发现铁炭内电解法处理的最优条件为pH=3,HRT=
1.6电解法
电解法利用电化学氧化还原反应破坏废水中的氰化物。
废水中的氰化物离子电解时在阳极上失去电子氧化成氰酸盐、碳酸盐和氮气或铵。电解法处理氰化物废水在碱性条件下进行,以防止产生氰化氢气体,污染操作场所。破坏氰化物的理论用电量可以按法拉第第二定律计算。实际用电量往往达到理论电量的1-3倍。电解法的最大特点是处理高浓度氰
240min ,铁炭比2∶1,曝气量为3L/min。在最优条件下处理,并
页)
2009.NO.4. 85
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节能减排
2.4加大节能改造投入,优化用能设备配置
目前很多公用建筑尤其是大型商业建筑,中央空调系统
的义务和责任。目前节能减排的形势十分严峻,我们要进一步落实《国务院关于加强节能工作的决定》精神,促进科学使用空调,节约能源资源,减少温室气体排放,有效保护环境。严格执行空调温度控制标准和空调能效标识制度,严禁不合格的高耗能空调进入市场,加强空调运行管理制度,采取多种形式,深入宣传合理控制空调温度的科学道理,依法纠正和查处违反空调温度控制标准的行为,实现建设资源节约型、环境友好型社会的目标。参考文献
12
李命志,赵家荣. 《中华人民共和国节约能源法释义》. 北京大学出版雷铭. 节约用电手册. 中国电力出版社,2005社,2008
运行、控制系统设备老化、维护不当、配置不合理,风机、水泵等输配系统的电耗超过空调系统总电耗约为40%。因此,要加强耗能设备的运行管理和维护保养,对老化设备系统进行改造,配套大功率风机水泵安装变频器等节能装置;保证设备完好率,提高设备运行效率。
3结语
实践表明,合理设置空调温度,科学管理空调的运行,既
能提供比较健康、舒适的室内环境,满足正常的工作、生活和学习需要,又能节约能源,保护生态环境,是一件利国利民的好事。我国人口多、底子薄,节约能源、保护环境是每个公民(上接第85页)
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预先经过过滤过程的原水,其COD 去除率最高可达45.7%,
(1)目前的处理方法和技术虽多种多样,但因废水成分复杂化及水量大的制约,许多成熟的方法已失去了它的优势,一些新方法的适用范围,处理后难以达到排放标准。在选用处理含氰废水的方法时,一定要综合考虑废水的来源和性质,几种方法混合使用得到大量应用,可以取长补短。
(2)很多厂在研究含氰废水治理过程中只考虑水污染,忽视了氰化物因挥发而造成的大气污染。以后应更加注意工艺生产过程中氰化物综合治理方法的研究和应用,所选用的处理工艺也应避免HCN 的冒漏而造成大气环境污染。
(3)应进一步开展无污染治理技术和深度处理技术的研究,从污染物再资源化和处理水重新回用方面来降低处理费用。
(4)从国内外废水处理技术的理论及实践来看,含氰废水的处理今后应向研究和开发“零排放”技术及工艺的方向发展,走清洁生产之路。参考文献
[***********]4
陈华进, 李方实. 含氰废水处理方法进展. 江苏化工,2005,33(1)钱元健,梁勇. 含氰废水处理技术评述. 矿业工程,2004,2(8)李德永,武丽丽. 含氰废水的处理方法. 山西化工,2005,25(2)慧瑄. 含氰废水的处理技术最近进展. 资源与环境,2002,14(8)邱廷省,郝志伟,成先雄. 含氰废水处理技术评述与展望. 江西冶金,
CN -没有监测到。
颜海波[11]等采用臭氧技术对电镀含氰废水进行处理,电镀含氰废水中的CN -浓度在30~36mg/L之间,采用以臭氧为氧化剂的活性炭催化氧化技术处理后,CN -的出口浓度低于
0.5mg/L,去除率在97.7%以上。该处理系统实现了废水处理
自动化,具有投资省、效果好、成本低、运行稳定等优点,且不会产生二次污染,值得推广应用。
山东黄金集团有限公司三山岛金矿采用过氧化氢对含氰污水酸化回收后尾液进行二次处理[12]。近1年的生产应用情况表明,该法具有工艺操作简单、投资省、成本低等优点,能容易地将含氰(CN -)5~50mg/L的酸化回收尾液处理到
0.5mg/L以下,药剂费用为7.56元/m3。
吴丹[13]等采用BOD 5/COD比值法和好氧呼吸曲线法在国内外首次针对高浓度有机氛废水及其污染物进行了全面的好氧可生化性研究,结果表明,低浓度睛工艺含氛废水在低浓度下,可生化性较好,在高浓度下,可生化性较差,浓度过高的甚至无法被好氧生物降解。肖敏[14]等在30℃条件下,采用血清瓶液体置换系统,撒气厌氧水化反应设备条件,测定了丙烯腈、腈纶生产过程废水等各种高浓度有机氛废水的厌氧生物可降解性及废水中丙烯腈、乙腈和氰化物等主要污染物对产甲烷菌的毒性。结果表明,丙烯腈在低质量浓度下为代谢毒素,厌氧菌产甲烷活性在恢复试验中得到恢复,在高质量浓度(>120mg/L) 为生理毒素,毒性引起的产甲烷活性受抑制,但在短时期内得到恢复;氰化物在低质量浓度下为生理毒;较高质量浓度下(25mg/L)为杀菌性毒素,厌氧菌细胞已遭受严重破坏,无法修复;乙腈始终为代谢毒素。
2002,22(3)
赵文玉,王启山,王效琴,等. 含氰废水生化处理技术现状与展望. 金属矿山,2005,8(增刊)
季军远,王向东,李昕,等. 生物法处理含氰废水的进展. 化工环保,
2004,24(增刊)
滕华妹,刘键. 含氰电镀废水的氯碱法处理. 江苏环境科技,2001,14(3)熊正为. 硫酸亚铁法处理电镀含氰废水的试验研究. 湖南科技学院学报,2007,28(9)
张兴春,钱华. 采用铁炭微电解技术处理丙烯腈含氰废水的研究. 炼油与化工,2007,18(1)
颜海波,孙兴富. 臭氧技术处理电镀含氰废水的应用. 中国科技信息,2005(21)
王夕亭. 过氧化氢法处理含氰污水的生产实践. 黄金,1998,19(5)吴丹,闫光绪,马学良. 高浓度有机氰废水的好氧可生化性研究. 石油化工环境保护,2003,26(1)
肖敏,闫光绪,马学良. 有机氰废水的生物降解性和微生物毒性试验. 抚顺石油学院学报,2003,23(2)
3建议
以上讨论可知,含氰废水的处理方法很多,方法的特点
各异,因废水的来源、浓度、处理的目的、规模大小及经济要求等方面的不同,这些方法各有其优缺点。特别是近年来,各国都很重视含氰废水的处理,也研制开发了许多新的处理方法。各企业也根据自身的经济条件、药剂的来源、污水的性质及特点,因地制宜的选择适合企业实际情况的处理方法。对含氰废水的处理有以下几点建议和意见。
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环保技术
含氰废水化学处理方法的研究进展及其应用
李建勃
蔡德耀
刘书敏
秦
彪
(深圳市宇力科技有限公司
摘要
广东深圳518057)
综述近年来国内外含氰废水处理方法的最新研究进展及其应用。介绍几种常见的含氰废水处理方法(碱性氯化法、
硫酸亚铁法、过氧化氢法、臭氧处理法、加热水解法和电解法)的基本原理及特点。针对目前研究现状,提出建议与意见,指出含氰废水处理技术将向“零排放”方向发展。
关键词
含氰废水
研究进展
碱性氯化
过氧化氢
文章编号:1672-9064(2008)04-0084-03
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
含氰废水泛指含有各种氰化物的废水。氰化物作为一种优良的化学药剂,广泛用于冶金、化工、电镀、金属表面处理等工业,由于行业不同、工艺不同,含氰废水的组成、含量有很大差别。一般来说,废水中除含有氰化物外,还可能含有重金属、硫氰酸盐等无机化合物和酚等有机化合物。由于其剧毒,这就要求使用氰化物的行业,认真对待含氰化物废水的处理问题,确保外排废水能够达到国家规定的工业废水排放标准。
1.1.2完全氧化法破氰工艺
在局部氧化处理的基础上,调节废水的pH (一般pH ≥
8.5),再投加一定量的氧化剂,经搅拌使CNO -完全氧化为N 2
和CO 2。
2CNO -+3ClO -→CO 2↑+N 2↑+3Cl -+CO 32-1.2
硫酸亚铁法
将氰化物转化为铁的亚铁氰化物,再转化成普鲁士蓝型不溶性化合物,然后倾析或过滤出来。
·FeSO 47H 2O →Fe 2++SO 42-+7H 2O
1含氰废水的化学处理方法
含氰废水处理方法的选择主要根据废水的来源、性质及
Fe 2++6CN -→Fe (CN )64-2Fe 2++Fe (CN )64-→Fe 2[Fe (CN )6]
其特点是操作简单,处理费用低,且可回收普鲁士蓝沉淀作颜料。缺点是处理效果差,淤渣很多,分离出不溶物后的废水呈蓝色,净水率仅达92%~95%,出水中氰残留量为2mg/
水量来决定。其中包括化学法、物理化学法、物理法及生化法,但是运用最多的是采用化学法来处理含氰废水[1-5]。以下主要对几种常用的物理、化学法处理含氰废水进行介绍。
1.1碱性氯化法
该法是利用次氯酸盐中的活性氯的氧化作用,在一定的
L ~4mg/L,不能直接排放,应结合其他方法进行深度处理。1.31.3.1
过氧化氢法碱性条件
该法是在常温、碱性(pH=9.5~11)、有Cu 2+作催化剂的条件下,H 2O 2能使游离氰化物及其金属络合物(但不能使铁氰化物)氧化成氰酸盐,以金属氰络合物形式存在的铜、镍和锌等金属,一旦氰化物被氧化除去后,他们就会生成氢氧化物沉淀。那些过量的过氧化氢也能迅速分解成水和氧气。污水中亚铁氰化物被铜沉淀而除去。其反应方程式如下。
游离氰化物与过氧化氢反应的方程式:
pH 条件下,使氰化物氧化成氰酸盐,氰酸盐继而进一步氧化
成无毒的二氧化碳和氮气。根据碱性氯化法破氰程度的不同,可分为局部氧化工艺和完全氧化工艺2种,也称为两级碱性氯化法处理工艺。
1.1.1局部氧化法破氰工艺
该工艺的原理是在碱性条件下(一般pH ≥10),用次氯
酸盐将氰化物氧化成氰酸盐。
CN -+ClO -+H 2O →CNCl +2OH -CNCl +2OH -→CNO-+Cl -+H 2O
将两式合并,得
CN -+H 2O 2→CNO -+H 2O
金属络合物(不包括铁氰络合物)与过氧化氢反应的方程式:
CN -+ClO -→CNO -+Cl -局部氧化法破氰反应生成的氰酸根的毒性是CN -的1/
1000,所以有的厂在废水浓度比较低时,废水经局部破氰处
理后就排入后续的处理金属离子的处理设施。但是,CNO -毕竟是有毒物质,在酸性条件下极易水解生成氨(NH 3)。
Me (CN )42-+4H 2O 2+2OH -→Me (OH )2↓+4CNO -+4H 2O
亚铁氰化物与铜的反应方程式:
Fe (CN )64-+2Cu 2+→[Cu 2Fe (CN )6]↓
过量的过氧化氢分解方程式:
CNO -+2H 2O →CO 2+NH 3+OH -氨不仅污染水体,而且容易与氯化合生成毒性不亚于氯的氯胺,所以应进一步将CNO -予以处理。
2H 2O 2→H 2O +O 2
上述反应中生成的氰酸盐水解生成铵离子和碳酸盐离
作者简介:李建勃(1978~),男,陕西西安人,学士,主要从事环境工程工艺设计。
2009.NO.4.
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环保技术
CN35-1272/TK
子或碳酸氢盐离子,水解速度取决于pH 值。一般情况下,硫氰酸盐不会或很少被氧化。污水处理过程中,含氰络合物的反应顺序如下:
化物废水时处理成本远远低于其它氧化法,而且废水中铜等金属还以单质或合金形式得以回收。
基本原理为通过离子在电场的作用下的取向运动,阴阳离子换膜的交替排布、隔板的合理装配,使流经淡室的溶液中的离子在电场作用下通过膜进入了相邻的浓室,两边的膜恰好阻留对应的离子通过,浓、淡室中的溶液又分别通过各自的流水道,流出渗析器,进而得到两种不同浓度的溶液。反应为:
阳极:CN -+2OH -→CNO -+H 2O +2e
Fe (CN )64->Zn (CN )42->[Cu (CN )2]->CNS -1.3.2
酸性条件
一般将废水加热至40℃,在不断搅拌条件下加入含有少量金属离子作催化剂的H 2O 2和37%甲醛的混合溶液,再搅拌1h 左右完成反应。反应在酸性条件下分两步进行:
一次反应:
CN -+H 2O 2→CNO -+H 2O
CN -+HCHO +H 2O →HOCH 2CN +OH -二次反应:
2CNO -+4OH -→2CO 2+N 2+2H 2O +6e CNO -+2H 2O →NH 4++CO 32-阴极:M n ++ne →M
采用上述途径,氰没有完全被氧化,所以在金属离子被去除后,必须改用其他方法进行再处理,以完全去除氰。该方法操作简单,不必进行污泥处理费用低,为回收废水中较低浓度氰化物、重金属创造了条件。但工艺复杂、流程长、投资大,在处理过程中,随着氰浓度的降低,处理效率也相应降低,因此对稀溶液的处理是不利的。如在氰离子电解氧化时添加食盐,可提高电流效率,促进分解。这是由于阳极上有氯气产生,对氰离子起了氧化作用的缘故。
除了上面介绍的几种物理法和化学法外,近年来含氰废水的生物处理法逐渐成为国内外研究的主要方向[6,7],氰化物虽属剧毒性物质,但某些微生物可以从氰化物中取得碳、氮养料,有的微生物甚至以其作为唯一的碳源和氮源,在其代谢过程中将氰化物转化为二氧化碳、氨或甲酸、甲酰胺等,从而使含氰化物废水具有可生物降解性,生物法能够克服对金属氰络合物脱除不彻底、产生余氯等缺点, 但存在处理浓度低、承受负荷小等问题。
HOCH 2CN +H 2O →HOCH 2CONH 2CNO -+2H 2O →NH 4++CO 32-CN -+2H 2O →HCOO -+NH 3
此法适用于浓度波动较大的含氰废水的处理,整个过程无HCN 气体产生,操作安全,但所需试剂费用较高。
1.4臭氧处理法
利用臭氧发生器产生臭氧使水氰进行氧化:
O 3+KCN →KCNO +O 2
KCNO +O 3+H 2O →KHCO 3+N 2+O 2
臭氧在水溶液中可释放出原子氧参加反应,表现出很强的氧化性,能彻底氧化游离状态的氰化物。铜离子对氰离子和氰根离子的氧化分解有触媒作用,添加10mg/L左右的硫酸铜能促进氰的分解反应。臭氧法的突出特点是在整个过程中不增加其他污染物质,污泥量少,且因增加了水中的溶解氧而使出水不易发臭。我国已有臭氧发生装置成品出售,一些工厂目前正在使用这种处理技术。应该指出的是目前的臭氧发生器能耗很大,生产1kgO 3耗电12kW ·h ~15kW ·h ,处理费用较高。除个别地方外,一般难以达到废水处理的经济要求。另外,单独使用臭氧不能使络合状态存在的氰化物彻底氧化。
2含氰废水化学处理方法的应用进展
滕华妹[8]等采用两级碱性氯化法处理工艺对杭州西尔
灵钟厂含氰废水进行处理,间隙法操作,手工控制投药量,原废水含氰浓度59.8~141.1mg/L,平均为84.6mg/L,分段调节
1.5加热水解法
其基本原理为将含氰化合物在密闭压力容器内,维持加
pH ,采用自制的机械搅拌器搅拌,根据在实验室测得的氰化
物浓度,分段计算投药量,废水处理取得很好的效果,排放废水中氰化物浓度均小于国家排放标准0.5mg/L。
熊正为[9]对硫酸亚铁法处理电镀含氰废水进行了试验研究,探讨了硫酸亚铁除氰的原理及其去除效果。试验结果表明:硫酸亚铁法处理电镀含氰废水,硫酸亚铁加入量为理论值的1.69倍,0.1%PAM絮凝剂用量为1mg /L 时,氰化物的去除率可达98%,同时还可去除部分重金属污染物和
热状态,把氰水分解为氨气和乙酸盐,而进行的无毒化处理。通常要求温度在180℃,而且在pH=10的碱性条件。以KCN 为例,反应方程式如下:
KCN +2H 2O →NH 3+HCOOK
方法特点:不需投加其它试剂,对游离态CN -处理有效。其缺点为耗能大,产生NH 3易形成污染,且对络合状态的氰效果不理想。
COD ,COD 可去除约59%;pH 值对除氰效果的影响较大,CN -与硫酸亚铁络合成亚铁氰化物时pH 值控制在9.50~10.50, 生成的亚铁氰化物再转化成较稳定的普鲁士兰型不溶
性化合物须将pH 值反调控制在7.00~8.00时,除氰效果较好。
张兴春[10]等采用铁炭微电解技术处理丙烯腈含氰废水,研究发现铁炭内电解法处理的最优条件为pH=3,HRT=
1.6电解法
电解法利用电化学氧化还原反应破坏废水中的氰化物。
废水中的氰化物离子电解时在阳极上失去电子氧化成氰酸盐、碳酸盐和氮气或铵。电解法处理氰化物废水在碱性条件下进行,以防止产生氰化氢气体,污染操作场所。破坏氰化物的理论用电量可以按法拉第第二定律计算。实际用电量往往达到理论电量的1-3倍。电解法的最大特点是处理高浓度氰
240min ,铁炭比2∶1,曝气量为3L/min。在最优条件下处理,并
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ISSN1672-9064CN35-1272/TK
节能减排
2.4加大节能改造投入,优化用能设备配置
目前很多公用建筑尤其是大型商业建筑,中央空调系统
的义务和责任。目前节能减排的形势十分严峻,我们要进一步落实《国务院关于加强节能工作的决定》精神,促进科学使用空调,节约能源资源,减少温室气体排放,有效保护环境。严格执行空调温度控制标准和空调能效标识制度,严禁不合格的高耗能空调进入市场,加强空调运行管理制度,采取多种形式,深入宣传合理控制空调温度的科学道理,依法纠正和查处违反空调温度控制标准的行为,实现建设资源节约型、环境友好型社会的目标。参考文献
12
李命志,赵家荣. 《中华人民共和国节约能源法释义》. 北京大学出版雷铭. 节约用电手册. 中国电力出版社,2005社,2008
运行、控制系统设备老化、维护不当、配置不合理,风机、水泵等输配系统的电耗超过空调系统总电耗约为40%。因此,要加强耗能设备的运行管理和维护保养,对老化设备系统进行改造,配套大功率风机水泵安装变频器等节能装置;保证设备完好率,提高设备运行效率。
3结语
实践表明,合理设置空调温度,科学管理空调的运行,既
能提供比较健康、舒适的室内环境,满足正常的工作、生活和学习需要,又能节约能源,保护生态环境,是一件利国利民的好事。我国人口多、底子薄,节约能源、保护环境是每个公民(上接第85页)
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预先经过过滤过程的原水,其COD 去除率最高可达45.7%,
(1)目前的处理方法和技术虽多种多样,但因废水成分复杂化及水量大的制约,许多成熟的方法已失去了它的优势,一些新方法的适用范围,处理后难以达到排放标准。在选用处理含氰废水的方法时,一定要综合考虑废水的来源和性质,几种方法混合使用得到大量应用,可以取长补短。
(2)很多厂在研究含氰废水治理过程中只考虑水污染,忽视了氰化物因挥发而造成的大气污染。以后应更加注意工艺生产过程中氰化物综合治理方法的研究和应用,所选用的处理工艺也应避免HCN 的冒漏而造成大气环境污染。
(3)应进一步开展无污染治理技术和深度处理技术的研究,从污染物再资源化和处理水重新回用方面来降低处理费用。
(4)从国内外废水处理技术的理论及实践来看,含氰废水的处理今后应向研究和开发“零排放”技术及工艺的方向发展,走清洁生产之路。参考文献
[***********]4
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CN -没有监测到。
颜海波[11]等采用臭氧技术对电镀含氰废水进行处理,电镀含氰废水中的CN -浓度在30~36mg/L之间,采用以臭氧为氧化剂的活性炭催化氧化技术处理后,CN -的出口浓度低于
0.5mg/L,去除率在97.7%以上。该处理系统实现了废水处理
自动化,具有投资省、效果好、成本低、运行稳定等优点,且不会产生二次污染,值得推广应用。
山东黄金集团有限公司三山岛金矿采用过氧化氢对含氰污水酸化回收后尾液进行二次处理[12]。近1年的生产应用情况表明,该法具有工艺操作简单、投资省、成本低等优点,能容易地将含氰(CN -)5~50mg/L的酸化回收尾液处理到
0.5mg/L以下,药剂费用为7.56元/m3。
吴丹[13]等采用BOD 5/COD比值法和好氧呼吸曲线法在国内外首次针对高浓度有机氛废水及其污染物进行了全面的好氧可生化性研究,结果表明,低浓度睛工艺含氛废水在低浓度下,可生化性较好,在高浓度下,可生化性较差,浓度过高的甚至无法被好氧生物降解。肖敏[14]等在30℃条件下,采用血清瓶液体置换系统,撒气厌氧水化反应设备条件,测定了丙烯腈、腈纶生产过程废水等各种高浓度有机氛废水的厌氧生物可降解性及废水中丙烯腈、乙腈和氰化物等主要污染物对产甲烷菌的毒性。结果表明,丙烯腈在低质量浓度下为代谢毒素,厌氧菌产甲烷活性在恢复试验中得到恢复,在高质量浓度(>120mg/L) 为生理毒素,毒性引起的产甲烷活性受抑制,但在短时期内得到恢复;氰化物在低质量浓度下为生理毒;较高质量浓度下(25mg/L)为杀菌性毒素,厌氧菌细胞已遭受严重破坏,无法修复;乙腈始终为代谢毒素。
2002,22(3)
赵文玉,王启山,王效琴,等. 含氰废水生化处理技术现状与展望. 金属矿山,2005,8(增刊)
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3建议
以上讨论可知,含氰废水的处理方法很多,方法的特点
各异,因废水的来源、浓度、处理的目的、规模大小及经济要求等方面的不同,这些方法各有其优缺点。特别是近年来,各国都很重视含氰废水的处理,也研制开发了许多新的处理方法。各企业也根据自身的经济条件、药剂的来源、污水的性质及特点,因地制宜的选择适合企业实际情况的处理方法。对含氰废水的处理有以下几点建议和意见。
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